沉积物多管取样器及取样系统的制作方法

测量装置的制造及其应用技术1.本技术涉及海洋设备技术领域，尤其涉及一种沉积物多管取样器及取样系统。背景技术：2.沉积物多管取样器用于采集海底表层的沉积物样品，通过触发装置控制取样管上下封盖的启闭来实现沉积物的采样。进行取样操作前，取样管的上下封盖为常开状态，当取样管插进沉积物中之后，触发装置动作，控制取样管的上下封盖闭合，从而完成取样过程。3.但是现有的触发装置是通过轴套与芯轴的滑动配合实现触发动作的，由于轴套受到外倾力矩以及水中沙石等颗粒的影响，导致轴套与芯轴之间容易出现卡顿现象。技术实现要素：4.基于上述背景技术的问题，本技术旨在提供一种沉积物多管取样器，能够避免外倾力矩、沙石等外界颗粒物对触发过程造成影响，提高取样的成功率。5.第一方面，本技术提供一种沉积物多管取样器，包括：6.壳体；7.中心轴，设置于所述壳体内；8.多组取样管组件，均与所述中心轴相连；9.多组触发开关，设置于所述中心轴上，与所述取样管组件一一对应，用于控制所述取样管组件动作；10.导向杆，设置于所述壳体上，所述导向杆平行于所述中心轴，所述导向杆的两端分别穿过所述壳体的顶壁和底壁，并能够相对所述壳体滑动，所述导向杆的上端连接有第一限位件，所述第一限位件位于所述壳体的外侧；11.顶板，连接于所述导向杆上，位于所述触发开关的下方，所述顶板移动时能够与所述触发开关抵接；以及12.弹性件，设置于所述导向杆上，一端与所述壳体的顶壁抵接，另一端与所述顶板的上表面抵接。13.可选地，所述导向杆设置有两根，分别位于所述顶板的两端，且两根所述导向杆相对所述中心轴对称设置。14.可选地，所述顶板的侧表面与所述中心轴贴合。15.可选地，所述顶板的一侧表面上设置有弧面部分，所述弧面部分与所述中心轴的侧表面贴合。16.可选地，所述顶板的上下两侧分别设置有第二限位件，所述第二限位件与所述导向杆相连，且所述第二限位件分别与所述顶板的上下表面抵接，用于夹紧固定所述顶板。17.可选地，所述第二限位件与所述导向杆螺纹连接。18.可选地，所述第二限位件滑动设置于所述导向杆上，所述第二限位件的侧壁上螺纹连接有螺栓，所述螺栓能够穿透所述第二限位件并与所述导向杆抵紧固定。19.可选地，所述第一限位件与所述导向杆螺纹连接。20.可选地，所述壳体的上端设置有第一滑套，所述壳体的下端设置有第二滑套，所述导向杆与所述第一滑套和第二滑套滑动配合。21.第二方面，本技术提供一种沉积物取样系统，包括第一方面中任一项所述的沉积物多管取样器。22.如上，采用本技术进行沉积物取样时，壳体沿取样系统的导轨垂直滑动，当取样管的下端与海底表层抵接时，壳体还未达到其滑动轨迹的底端，即导向杆未与导轨的底部抵接，之后取样管在重力作用下继续向下运动，沉积物进入取样管内。当导向杆的下端与导轨的底部抵接时，导向杆向上运动，顶板向上压缩弹性件，直到顶板与触发开关抵接，并向上抵压触发开关，触发开关在顶板抵压力作用下向上移动，将锁销向上顶起，锁销与取样管组件脱离，之后取样组件中的传动部件顺序动作，完成上封盖和下封盖的盖合过程。23.本技术通过导向杆与弹性件的配合，替代传统方式中的触发销轴，导向杆沿壳体垂直上升，进而推动顶板上升，与触发开关抵接，取样管组件的产生的外倾力矩不会对导向杆及顶板的运动产生影响，通过导向杆与壳体的滑动配合，也避免了沙石等外界颗粒物对触发过程造成的影响，避免了卡顿现象的出现，提高了取样成功率。另外，相对于传统方式来讲，无需考虑轴套与中间芯轴的配合要求，从而降低了加工难度和生产成本。附图说明24.为了更清楚地说明本技术的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图，而并不超出本技术要求保护的范围。25.图1是现有沉积物多管取样器的整体结构示意图；26.图2是体现图1中壳体内部结构的示意图；27.图3是图2的剖视图；28.图4是本技术实施例给出的沉积物多管取样器的一种整体结构示意图；29.图5是体现图4中壳体内部结构的示意图；30.图6是体现图5中触发开关与锁销连接关系的示意图；31.图7是顶板的一种示意图；32.图8是第二限位件与导向杆连接关系的一种示意图。33.图中，附图标记如下：34.100、壳体；35.200、芯轴；210、第一安装部；220、第二安装部；36.300、取样管；310、上封盖组件；320、下封盖组件；330、锁销；340、挂钩；37.410、轴套；420、底板；430、触发销轴；440、导向杆；450、触发开关；38.1、壳体；11、第一滑套；12、第二滑套；39.2、中心轴；21、第一安装部；22、第二安装部；23、锁销；24、凹槽；40.31、导向杆；32、顶板；321、弧面部分；33、弹性件；34、触发开关；35、第一限位件；36、第二限位件；37、螺栓。具体实施方式41.下面结合本技术实施例中的附图，对本技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本技术中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。42.为了便于理解本技术的方案以及更清晰地体现本技术的发明构思，首先对现有的多管取样器进行介绍。如图1、图2和图3所示，其包括壳体100、设置在壳体100内的芯轴200、设置在芯轴200上的第一安装部210和第二安装部220，将每个取样管以及连接在取样管上的各部件称为取样管组件，将壳体100内控制取样管动作的机构称为触发装置。取样管组件包括取样管300、上封盖组件310、下封盖组件320以及锁销330，触发装置包括滑动设置在芯轴200上的轴套410、固定在轴套410下端的底板420、固定在底板420上的触发销轴430、固定设置于壳体100内的导向杆440以及设置在第一安装部210上的触发开关450。43.取样管组件上还设置有挂钩340，挂钩340与上封盖组件310相连，挂钩340的一端开设有通孔，锁销330的一端插进挂钩340的通孔内，因此在进行取样过程之前，锁销330与挂钩340相连，上封盖组件310和下封盖组件320处于常开状态。44.应当理解的是，采用多管取样器进行海底沉积物取样时，多管取样器的壳体100滑动安装在取样系统的中柱组件上，取样系统吊放至海底后，壳体100沿着中柱组件的导轨向下滑动，取样管300的下端抵至海底表层时，壳体100还未滑动至中柱组件导轨的底端，取样管300在重力作用下沉一定深度，海底表层的沉积物进入取样管内。直到触发销轴430与中柱组件导轨的底部抵接时，触发销轴430带动底板420、轴套410以及第二安装部220沿着芯轴200和导向杆440向上滑动，轴套410滑动至芯轴200的上部时，向上抵压触发开关450，触发开关450将锁销330向上顶起，挂钩340与锁销330分离，上封盖组件310向下盖合在取样管300的上端口，同时在各传动部件的联动作用下，下封盖组件320向下盖合在取样管300的下端口，从而对取样管300的上下端进行封闭，完成取样过程。45.但是在上述过程中，取样管组件始终对轴套410造成一个外倾力矩，由于轴套410与芯轴200之间为间隙配合，所以该外倾力矩会使得轴套410发生一定程度的倾斜，轴套410与芯轴200之间的摩擦力将会增大。而且多管取样器在水下运动时，水中的泥沙等颗粒物可能会进入轴套410内，影响轴套410的滑动。上述情况都会导致轴套410与芯轴200的相对运动过程中出现卡顿现象，影响轴套410的滑动，导致触发开关450未能被触发，无法释放上封盖组件310和下封盖组件320，导致作业失败，因此存在较大的弊端。46.另一方面，由于轴套410较长，对于机加工来讲，轴套410等金属轴系构件的加工精度要求较高，在生产加工方面存在一定的难度。47.参照图4和图5，为本技术实施例公开的一种沉积物多管取样器，其包括壳体1、设置在壳体1内的中心轴2、设置在中心轴2上的多组取样管组件以及设置在壳体1内的封盖触发装置。48.可选地，壳体1设置为方形的框架结构，一端为开口。取样管组件位于壳体1的开口侧，中心轴2上设置有第一安装部21和第二安装部22，取样管组件连接于第一安装部21和第二安装部22上。应当说明的是，本技术中的取样管组件的结构与现有设备相同，在此不作赘述。49.封盖触发装置包括导向杆31、顶板32、弹性件33以及触发开关34。导向杆31平行于中心轴2，导向杆31的两端分别穿过壳体1的顶壁和底壁，且导向杆31能够沿其轴线方向滑动。导向杆31的上端连接有第一限位件35，第一限位件35位于壳体1的外侧，能够与壳体1的外壁抵接，限制导向杆31向下滑动，防止导向杆31与壳体1脱离。50.顶板32连接于导向杆31上，位于触发开关34和第二安装部22之间。51.弹性件33设置于导向杆31上，本技术中弹性件33采用弹簧，弹簧套在导向杆31上，且弹簧的一端与壳体的顶壁抵接，另一端与顶板32抵接。由于弹簧的存在，导向杆31未受到外力作用时，导向杆31的下端始终伸出壳体1的底壁，而且导向杆31伸出壳体1的长度固定，顶板32的位置固定，顶板32和导向杆31处于相对稳定的状态。52.参照图4、图5和图6，触发开关34设置于第一安装部21上，触发开关34与取样管组件一一对应。应当说明的是，第一安装部21上滑动设置有锁销23，取样管组件与锁销23相连。第一安装部21的下表面上开设有凹槽24，触发开关34滑动设置于凹槽24内，锁销23可采用螺纹连接的方式与触发开关34相连。53.触发装置未启动状态时，取样管组件与锁销23相连，受到重力以及取样管组件外倾力矩的影响，锁销23为静止状态，当触发开关34受到外力作用向上沿凹槽24移动时，触发开关34将锁销23向上顶起，锁销23与取样管组件脱离。54.采用本技术进行沉积物取样时，壳体1沿取样系统的导轨垂直滑动，当取样管的下端与海底表层抵接时，壳体1还未达到其滑动轨迹的底端，即导向杆31未与导轨的底部抵接，之后取样管在重力作用下继续向下运动，沉积物进入取样管内。当导向杆31的下端与导轨的底部抵接时，导向杆31向上运动，顶板32向上压缩弹性件33，直到顶板32与触发开关34抵接，并向上抵压触发开关34，触发开关在顶板32抵压力作用下向上移动，将锁销23向上顶起，锁销23与取样管组件脱离，之后取样组件中的传动部件顺序动作，完成上封盖和下封盖的盖合过程。55.本技术通过导向杆31与弹性件33的配合，替代传统方式中的触发销轴，导向杆31沿壳体1垂直上升，进而推动顶板32上升，与触发开关34抵接，取样管组件的产生的外倾力矩不会对导向杆31及顶板32的运动产生影响，通过导向杆31与壳体1的滑动配合，也避免了沙石等外界颗粒物对触发过程造成的影响，避免了卡顿现象的出现，提高了取样成功率。另外，相对于传统方式来讲，无需考虑轴套与中间芯轴的配合要求，从而降低了加工难度和生产成本。56.参照图5，可选地，壳体1的上端设置有第一滑套11，下端设置有第二滑套12，第一滑套11嵌设在壳体1的顶壁，第二滑套12嵌设在壳体1的底壁，导向杆31的上下两端分别与第一滑套11和第二滑套12滑动配合。通过设置第一滑套11和第二滑套12，使导向杆31的滑动过程更为顺畅。57.参照图4和图5，应当说明的是，导向杆31可以在壳体1内设置多根，对顶板32起到支撑作用，防止顶板32抵压触发开关34的过程中发生倾斜或变形，使触发过程失败。作为本技术实施例一种可选的技术方案，导向杆31设置有两根，两根导向杆31分别位于顶板32的两端，且两根导向杆31相对中心轴2对称设置。58.参照图4和图7，作为本技术实施例一种可选的技术方案，顶板32的侧表面与中心轴2贴合，顶板32向上移动的过程中，中心轴2也对顶板32起到支撑作用。59.可选地，顶板32的侧表面上设置有弧面部分321，弧面部分321的截面半径与中心轴2的半径相适配，使得弧面部分321与中心轴2的侧表面光滑贴合。弧面部分321的设置，增大了顶板32与中心轴2之间的接触面积，进而使顶板32抵压触发开关34上升的过程更为稳定。60.参照图5，作为本技术实施例一种可选的技术方案，顶板32的上下两侧分别设置有第二限位件36，第二限位件36与导向杆31相连，通过调节第二限位件36在导向杆31上的位置，并使两个第二限位件36抵紧顶板32的上下表面，将顶板32夹紧固定。通过两个第二限位件36的设置，能够调整顶板32与触发开关34之间的距离，对顶板32的行程范围进行控制。61.对于第二限位件36与导向杆31的连接形式，本技术实施例给出以下两种方式：62.第一种，第二限位件36采用螺母，在导向杆31上开设与螺母适配的螺纹，第二限位件36与螺母螺纹连接。63.第二种，参照图8，第二限位件36为内壁光滑的环形套，第二限位件36的侧壁上贯通设置有螺纹孔，螺纹孔内螺纹连接有螺栓37。将第二限位件36滑动至指定位置后，通过旋动螺栓37，使螺栓37的端部抵紧导向杆31，即可将第二限位件36与导向杆31固定。64.应当说明的是，在实际生产加工时，弹性件33的下端可与顶板32上方的第二限位件36抵接，此时，第二限位件36的位置改变时，弹性件33的压缩程度也改变。在另一种方式中，也可将导向杆31加工为阶梯轴，使导向杆31对应于第二限位件36活动范围内的轴径大于其两端的轴径，弹性件33的下端始终与阶梯轴的轴肩抵接，此时调节第二限位件36的位置时，只改变顶板32与触发开关34之间的距离，而不会改变弹性件33的压缩程度。65.参照图5，作为本技术实施例一种可选的技术方案，第一限位件35采用螺母，对应的，导向杆31的上端设置有与第一限位件35适配的螺纹，第一限位件35与导向杆31的上端螺纹连接。66.通过调节第一限位件35在导向杆31上的位置，可改变导向杆31下端伸出壳体1的长度，从而改变顶板32上升的距离，确保能够成功激活触发开关34。67.本技术实施例还公开了一种沉积物取样系统，包括上述任意实施例中的沉积物多管取样器。其中，沉积物取样系统包括机架、安装在机架上的中柱组件，中柱组件上设置有垂直的导轨，沉积物多管取样器的壳体1滑动设置在导轨上。机架被吊放至水下后，控制壳体1沿中柱组件的导轨向下滑动，实现沉积物的采样过程。68.以上对本技术实施例进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本技术的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明仅用于帮助理解本技术的技术方案及其核心思想。因此，本领域技术人员依据本技术的思想，基于本技术的具体实施方式及应用范围上做出的改变或变形之处，都属于本技术保护的范围。综上所述，本说明书内容不应理解为对本技术的限制。









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